实现运动能量回收发电的节能装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种实现运动能量回收发电的节能装置，包括运动健身器材、发电机、充电装置、储能装置、逆变器以及控制装置，运动健身器材与发电机电连接，发电机与充电装置电连接，充电装置与储能装置电连接，储能装置与逆变器电连接，控制装置分别与充电装置、储能装置、逆变器、交流电源以及负载相连，交流电源与负载相连，逆变器的输出端与负载的输入端连接。本发明专利技术的节能装置具有结构简单，自动运行，可以根据负载的大小自动调节发电量的大小，依赖电网独立运行，不向电网输送电能避免并网发电，电能自发自用，最终实现电能的节省，同时还能根据使用者的力度大小实时调整发电机的转矩，以保证不同力度的使用者均可以使用健身器材对发电机进行发电。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种实现运动能量回收发电的节能装置，包括运动健身器材、发电机、充电装置、储能装置、逆变器以及控制装置，运动健身器材与发电机电连接，发电机与充电装置电连接，充电装置与储能装置电连接，储能装置与逆变器电连接，控制装置分别与充电装置、储能装置、逆变器、交流电源以及负载相连，交流电源与负载相连，逆变器的输出端与负载的输入端连接。本专利技术的节能装置具有结构简单，自动运行，可以根据负载的大小自动调节发电量的大小，依赖电网独立运行，不向电网输送电能避免并网发电，电能自发自用，最终实现电能的节省，同时还能根据使用者的力度大小实时调整发电机的转矩，以保证不同力度的使用者均可以使用健身器材对发电机进行发电。【专利说明】
本专利技术涉及一种蓄能发电式健身器，尤其涉及一种。
技术介绍
随着人们的生活水平提高，户内运动健身器材已经普遍。使用者在使用过程中将自身的运动动能转化为运动健身器材的机械势能，而运动健身器材的机械势能只能变为热能消耗掉，如果散热不良容易造成运动健身器材的损坏，减少运动健身器材的使用寿命，同时还造成了能源的浪费。为此，有技术人员提供一种能将使用者的运动动能通过运动健身器材和发电机转化为电能并储存的设备。例如，中国专利文献CN101934126B公开“一种蓄能发电式健身器”，包括运动健身器材、运动健身器材液压泵、液压蓄能器和油路分配控制模块、发电模块组成，其中，运动健身器材液压泵与运动健身器材联动连接，液压蓄能器与运动健身器材液压泵相连，实现健身能量回收，发电模块与液压蓄能器相连，将回收的健身能量释放并发电。此装置虽然能将使用者的运动动能转化为电能，但是其在回收能量并发电后还需要人工手动操作才能应用在负载上，也不能根据负载所需要功率大小进行输出电量的自动调节，在储存能量不能够支持负载的正常运行的情况下不能自动启用交流电，使得负载使用过程中容易因电量不足而暂停工作，影响人们的正常使用。另外，由于现有的发电机在使用过程中的转矩一般都是一定，而使用运动健身器材的使用者的力度不均，力度较小的在使用过程中可能无法启动发电机，力度较大的在使用过程中又会出现能源浪费，而如果配合不同使用者对发电机的转矩进行手工调整，这样又会增加使用者的工作量，调整工序也比较繁琐。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种实现运动能量回收发电的节能装置，其能将运动健身器材的运动动能通过发电机转发为电能，存储在储能装置内，并自动控制储能装置根据负载的实际需要进行送电，且在储能装置的电量不足的情况下，能自动控制交流电对负载进行送电，保证负载的正常使用。本专利技术的另一个目的在于提出一种实现运动能量回收发电的节能装置，其可以根据使用者的力度大小实时调整发电机的转矩，以保证不同力度的使用者均可以使用运动健身器材对发电机进行发电。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案:一种实现运动能量回收发电的节能装置，包括运动健身器材、发电机、充电装置、储能装置、逆变器以及控制装置，所述运动健身器材与所述发电机电连接，所述发电机与所述充电装置电连接，所述充电装置与所述储能装置电连接，所述储能装置与所述逆变器电连接，所述控制装置分别与所述充电装置、所述储能装置、所述逆变器、交流电源以及负载相连，所述交流电源与所述负载相连，所述逆变器的输出端与所述负载的输入端连接。通过将控制装置与储能装置、交流电源、逆变器以及负载连接，可以根据负载的实际需要电量，控制储能装置对负载进行补充电量或者直接利用交流电源进行供电，保证负载在任何情况下均能正常使用。作为运动能量回收发电的节能装置的一种优选方案，所述控制装置包括用于检测正在使用的所述负载的工作功率以及所述储能装置的存储电量的检测模块、用于接收并处理来自所述检测模块的信号的信号处理模块、用于控制所述储能装置的工作模式的充放电控制模块以及用于决定所述储能装置的并网输出功率的并网放电控制模块；所述检测模块的输入端分别连接所述负载以及所述储能装置，所述检测模块的输出端分别连接所述信号处理模块的输入端以及所述充放电控制模块的输入端；所述充放电控制模块用于根据检测所述储能装置的充电输入端是否有功率输入控制所述储能装置的工作模式，所述储能装置的工作模式包括充电模式、放电模式以及待机模式；所述信号处理模块与所述充放电控制模块电连接，用于在所述储能装置工作处于放电模式时，根据所述检测模块的检测信号生成相应的电池功率输出控制信号，所述充放电控制模块与所述并网放电控制模块电连接，所述并网放电控制模块的输出端分别连接所述负载以及所述储能装置，用于根据所述负载的用电功率控制储能装置的输出功率。作为运动能量回收发电的节能装置的一种优选方案，所述充电装置包括功率检测单元、充电管理单元以及电能输出单元；所述功率检测单元的输入端连接所述发电机的输出端，用于实时检测发电机的输出功率；所述功率检测单元的输出端连接所述充电管理单元的输入端，用于根据所述发电机的输出功率选择所述发电机的工作力矩；所述充电管理单元的输出端包括电能输出控制端以及力矩选择控制端；所述力矩选择控制端连接所述发电机，用于控制或选择所述发电机的工作力矩；所述电能输出控制端连接所述电能输出单元，所述电能输出单元的输出端连接所述储能装置，用于控制所述电能输出单元向所述储能装置输出电能的大小。通过将充电装置与发电机连接，在利用运动健身器材的运动使发电机对储能装置进行充电时，充电装置可以根据运动健身器材反馈给发电机的输出转矩的大小，对发电机的工作转矩进行调整，以保证不同力度大小的使用者均能通过运动健身器材启动发电机发电。作为运动能量回收发电的节能装置的一种优选方案，所述储能装置为铅酸蓄电池或者锂电池或者其它化学电池。作为运动能量回收发电的节能装置的一种优选方案，所述发电机为直流永磁发电机或交流永磁发电机。进一步的，所述负载为家用电器。优选的，所述负载为冰箱、洗衣机、电视或者空调。进一步的，所述发电机的输出功率由所述发电机的工作力矩及转动速度决定，所述工作力矩包括最小工作力矩和最大工作力矩，所述发电机的启动力矩为最小工作力矩。一种节能装置的控制方法，使用如上所述实现运动能量回收发电的节能装置，包括以下步骤:步骤S10、使运动健身器材开始工作，所述运动健身器材带动发电机发电，所述发电机开始输出功率，充电装置根据所述发电机的输出功率重新设定所述发电机的力矩，同时控制电能输出单元开始输出电能，控制装置检测到所述电能输出单元输出电能后，控制储能装置工作于充电模式，所述发电机通过充电装置对所述储能装置进行充电；步骤S20、运动健身器材停止工作，控制装置检测到所述电能输出单元不输出电能后，控制所述储能装置工作于待机模式，即所述储能装置不充电也不放电；控制装置检测所述储能装置内的存储电量，判断所述存储电量是否大于预设的放电电量；若是，再判断所述负载的工作状态，如果所述负载正在工作且所述负载的功率大于或者等于100W，所述控制装置控制所述储能装置工作于放电模式，开始对所述负载供电，如果所述负载的功率小于100W或者所述负载处于停止工作状态，所述控制装置控制所述储能装置处于待机模式；否则，控制所述储能装置仍工作于待机模式。作为控制方法的一种优选方案，所述控制装置控制所述储能装置工作于放电模式，开始对所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现运动能量回收发电的节能装置，其特征在于，包括运动健身器材、发电机、充电装置、储能装置、逆变器以及控制装置，所述运动健身器材与所述发电机电连接，所述发电机与所述充电装置电连接，所述充电装置与所述储能装置电连接，所述储能装置与所述逆变器电连接，所述控制装置分别与所述充电装置、所述储能装置、所述逆变器、交流电源以及负载相连，所述交流电源与所述负载相连，所述逆变器的输出端与所述负载的输入端连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李署明，黄祖发，
申请(专利权)人：广东志成冠军集团有限公司，
类型：发明
国别省市：